JP2008158398A - Fixing control method and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリまたはそれらの複合機など、像担持体上にトナー像を形成し、そのトナー像を転写して、用紙、OHPフィルム、布等の転写材、特にロール紙や定型サイズを越える長尺紙のように、長尺や広幅などの転写材に画像を記録する画像形成装置に関する。および、そのような画像形成装置において、画像転写後のトナー像を転写材に定着する定着制御方法に関する。 The present invention forms a toner image on an image carrier such as a copying machine, a printer, a facsimile machine or a complex machine thereof, and transfers the toner image to transfer material such as paper, OHP film, cloth, especially roll paper. The present invention relates to an image forming apparatus that records an image on a long or wide transfer material such as a long paper exceeding a standard size. The present invention also relates to a fixing control method for fixing a toner image after image transfer onto a transfer material in such an image forming apparatus.
今日、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置として、高速性、画像品質、経済性などの観点から、電子写真式のものが多く採用されている。電子写真式の画像形成装置では、ドラム状やベルト状の感光体の回転とともに、その感光体上に帯電、書込みを行って静電潜像が形成され、その後、現像装置でトナーを付着することにより可視像化してトナー像が形成され、そのトナー像が直接、または中間転写体を介して間接的に転写されて、搬送する転写材に画像が記録される。 Today, as an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, an electrophotographic type is often employed from the viewpoint of high speed, image quality, and economy. In an electrophotographic image forming apparatus, an electrostatic latent image is formed by charging and writing on the photosensitive member as the drum-shaped or belt-shaped photosensitive member rotates, and then a toner is adhered to the developing device. Thus, a visible image is formed to form a toner image, and the toner image is transferred directly or indirectly via an intermediate transfer member, and an image is recorded on the transporting transfer material.
この種の画像形成装置では、画像転写後のトナー像を転写材に定着する定着装置が備えられている。定着装置としては、安全性などの観点から、現在、ヒートロール式のものが最も多く使用されている。ヒートロール式の定着装置では、ハロゲンヒータ等の発熱部材で加熱される定着ローラ等の定着部材に、加圧ローラ等の加圧部材を押し当てて定着ニップを形成し、その定着ニップに転写材を通して熱と圧とを加えてその転写材上のトナー像が該転写材に定着される。 This type of image forming apparatus includes a fixing device that fixes a toner image after image transfer onto a transfer material. As the fixing device, a heat roll type is most frequently used from the viewpoint of safety and the like. In a heat roll type fixing device, a fixing member such as a fixing roller heated by a heating member such as a halogen heater is pressed against a fixing member such as a pressure roller to form a fixing nip, and a transfer material is formed in the fixing nip. The toner image on the transfer material is fixed to the transfer material by applying heat and pressure.
ところが、近年、例えばロール紙を使用して定型サイズを越える長尺の転写材や広幅の転写材を使用したり、比較的長尺であったり広幅であったりする転写材に連続的に画像を形成したりすることができる画像形成装置が登場してきている。このような画像形成装置では、転写材を通紙するごとに、定着装置において例えば長尺な転写材により定着部材や加圧部材の熱が大きく奪われ、定着温度が徐々に低下して定着不良を起こすおそれがあった。このような問題を解消すべく、熱容量の大きな定着部材を用いるとよいが、熱容量の大きな定着部材を用いると、通紙開始までの立ち上げ時間が長くなってしまう別の問題を生じた。 However, in recent years, for example, using roll paper, a long transfer material exceeding a standard size or a wide transfer material is used, or images are continuously printed on a transfer material that is relatively long or wide. Image forming apparatuses that can be formed have appeared. In such an image forming apparatus, every time a transfer material is passed through, the fixing device, for example, the heat of the fixing member or the pressure member is greatly deprived by the long transfer material, and the fixing temperature gradually decreases, resulting in poor fixing. There was a risk of causing. In order to solve such a problem, it is preferable to use a fixing member having a large heat capacity. However, when a fixing member having a large heat capacity is used, another problem that the start-up time until the start of paper feeding becomes longer occurs.
このため、従来の画像形成装置の中には、例えば加圧ローラ内に補助発熱部材を設け、長尺や広幅の転写材を使用するときなどには、その補助発熱部材を使用することにより、定着部材の熱容量を大きくすることなく供給熱量を増大して定着温度の低下を防止し得るようにしたものがある。他方、長尺や広幅の転写材を使用するときなどに、定着ローラに対する加圧ローラの加圧力を増大して定着ニップのニップ幅を順に大きくし、供給熱量を段階的に増大し得るようにしたものがある。 For this reason, in a conventional image forming apparatus, for example, an auxiliary heat generating member is provided in the pressure roller, and when using a long or wide transfer material, the auxiliary heat generating member is used. There is an apparatus that can prevent a decrease in fixing temperature by increasing the amount of heat supplied without increasing the heat capacity of the fixing member. On the other hand, when using a long or wide transfer material, the nip width of the fixing nip is increased in order by increasing the pressure applied by the pressure roller to the fixing roller, so that the amount of heat supplied can be increased stepwise. There is what I did.
ところが、長尺通紙や連続通紙などを行うとき、単独で補助加熱装置を使用したりニップ幅可変手段を使用したりするだけでは、定着装置の温度低下を十分に抑えることができず、良好な定着を行うことができなかった。 However, when performing long paper feeding or continuous paper feeding, it is not possible to sufficiently suppress the temperature drop of the fixing device by using an auxiliary heating device alone or using a nip width variable means alone. Good fixing could not be performed.
例えば、定着立ち上がり直後には、定着ローラ等の定着部材の温度は所定定着温度に達しているが、加圧ローラ等の加圧部材側は表面温度のみが定着温度に達しているだけで、内部ではまだ所定定着温度に達しておらず、十分な蓄熱状態にはなっていない。この状態で通紙が開始されると、加圧部材側にも熱が奪われて、定着可能な長尺、幅広、連続の通紙が制限されることとなる欠点がある。 For example, immediately after the start of fixing, the temperature of the fixing member such as the fixing roller reaches the predetermined fixing temperature, but the pressure member side such as the pressure roller only has the surface temperature reaching the fixing temperature. However, the predetermined fixing temperature has not yet been reached and the heat storage state is not sufficient. When paper feeding is started in this state, there is a drawback that heat is also taken to the pressing member side, and long, wide and continuous paper that can be fixed is restricted.
そこで、この発明の第1の目的は、定着立ち上がり直後に即時に定着動作を開始する場合に、長尺通紙や広幅通紙や連続通紙などを行うとき、補助加熱とニップ幅可変とを的確に利用して温度低下を最小限に抑え、良好な定着を行うことができる定着制御方法を提供することにある。 Therefore, the first object of the present invention is to perform auxiliary heating and variable nip width when performing a long sheet feeding, a wide sheet feeding, a continuous sheet feeding, etc., when the fixing operation is started immediately after the start of fixing. An object of the present invention is to provide a fixing control method that can be used appropriately and suppress temperature drop to a minimum and perform good fixing.
他方、定着立ち上がりからしばらく時間が経つと、加圧部材に蓄熱効果が現れるため、通紙を行った際に急激な温度低下を生じることが次第に緩和されていく。したがって、定着立ち上がりからしばらく時間が経ってから通紙を開始すると、立ち上り直後の通紙に比べてより長尺、幅広、連続の通紙が可能となる。 On the other hand, since a heat storage effect appears in the pressure member after a while from the start of fixing, the sudden decrease in temperature when paper is passed is gradually alleviated. Therefore, when paper feeding is started after a while from the start of fixing, a paper that is longer, wider, and continuous can be passed than paper that has just passed.
そこで、この発明の第2の目的は、定着立ち上がりからしばらく時間が経ってから通紙を開始する場合に、長尺通紙や広幅通紙や連続通紙などを行うとき、補助加熱とニップ幅可変とを的確に利用して温度低下を最小限に抑え、さらに良好な定着を行うことができる定着制御方法を提供することにある。 Therefore, a second object of the present invention is to provide auxiliary heating and a nip width when performing a long paper feed, a wide paper feed, a continuous paper feed, or the like when a paper feed is started after a while from the start of fixing. It is an object of the present invention to provide a fixing control method capable of accurately using variable and minimizing a temperature drop and performing better fixing.
また、定着立ち上がり直後だけでなく、定着部材が停止して待機している場合なども、ニップ幅が固定されているため、定着ニップからしか伝熱が起きないことから、加圧部材側の蓄熱が十分に行われず。定着可能な長尺、幅広、連続の通紙が制限されることとなる欠点がある。 Also, not only immediately after the start of fixing, but also when the fixing member stops and stands by, because the nip width is fixed, heat transfer occurs only from the fixing nip, so heat storage on the pressure member side Is not done enough. There is a drawback in that long, wide, and continuous paper that can be fixed is restricted.
そこで、この発明の第3の目的は、加圧部材側の蓄熱が不十分であると判断される場合に、長尺通紙や広幅通紙や連続通紙などを行うとき、補助加熱とニップ幅可変とを的確に利用して温度低下を最小限に抑え、良好な定着を行うことができる定着制御方法を提供することにある。 Therefore, a third object of the present invention is to perform auxiliary heating and nip when performing long paper feeding, wide paper feeding, continuous paper feeding, etc., when it is determined that the heat storage on the pressure member side is insufficient. It is an object of the present invention to provide a fixing control method capable of performing excellent fixing by appropriately utilizing the variable width and minimizing a temperature drop.
この発明の第4の目的は、定着部材の温度が低下した場合にも、最低でもトナー定着必要温度、トナー定着必要熱量、転写材の定着総供給必要熱量のいずれかを保持して、常に良好な定着を行うことができる定着制御方法を提供することにある。 The fourth object of the present invention is to maintain at least one of the necessary temperature for fixing the toner, the amount of heat necessary for toner fixing, and the amount of heat required for total supply of the transfer material even when the temperature of the fixing member is lowered. It is an object of the present invention to provide a fixing control method capable of performing proper fixing.
この発明の第5の目的は、主加熱装置の主電源を用いて補助加熱装置の補助電源の充電を可能とすることができる定着制御方法を提供することにある。 A fifth object of the present invention is to provide a fixing control method capable of charging the auxiliary power source of the auxiliary heating device using the main power source of the main heating device.
この発明の第6の目的は、補助電源として、充放電可能な電気二重層キャパシタを使用し、効率よく補助電源に充電を行うことができる定着制御方法を提供することにある。 A sixth object of the present invention is to provide a fixing control method that uses a chargeable / dischargeable electric double layer capacitor as an auxiliary power source and can efficiently charge the auxiliary power source.
この発明の第7の目的は、補助電力が補助発熱部材に供給されていないときは、主電源により補助電源を効率よく充電する一方、補助電力が補助発熱部材に供給されているときは、併せて主電力も主発熱部材に用い、より高い温度、熱量を定着部材に供給することができる定着制御方法を提供することにある。 The seventh object of the present invention is to efficiently charge the auxiliary power source by the main power source when the auxiliary power is not supplied to the auxiliary heat generating member, while when the auxiliary power is supplied to the auxiliary heat generating member. Another object of the present invention is to provide a fixing control method in which main electric power is also used for a main heat generating member and a higher temperature and heat amount can be supplied to the fixing member.
この発明の第8の目的は、補助電源を繰り返し使用可能とすることができる定着制御方法を提供することにある。 An eighth object of the present invention is to provide a fixing control method capable of repeatedly using an auxiliary power source.
この発明の第9の目的は、燃料電池の燃料残量を把握することができるとともに、燃料残量が一定以下となったときにユーザーに燃料交換の必要を警告することができる定着制御方法を提供することにある。 A ninth object of the present invention is to provide a fixing control method capable of grasping the fuel remaining amount of the fuel cell and notifying the user of the necessity of fuel replacement when the fuel remaining amount is below a certain level. It is to provide.
この発明の第10の目的は、長尺通紙や広幅通紙や連続通紙などを行うとき、補助加熱とニップ幅可変とを的確に利用して温度低下を最小限に抑え、良好な定着を行うことができる画像形成装置を提供することにある。 The tenth object of the present invention is that, when performing long paper feeding, wide paper feeding, continuous paper feeding, etc., the auxiliary heating and the variable nip width are appropriately used to minimize the temperature drop, and good fixing. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of performing the above.
このため、請求項1に記載の発明は、上述した第1の目的を達成すべく、
定着部材に加圧部材を押し当てて定着ニップを形成し、その定着ニップに転写材を通して未定着トナーが付着している側に前記定着部材を、未定着トナーが付着していない側に前記加圧部材を接触して熱と圧とを加えて転写材上の未定着トナーの定着を行う画像形成装置の定着制御方法において、
電源投入後、前記定着部材の温度が所定定着温度に上昇した場合に、即時に定着動作を開始し、
はじめ、主発熱部材とともに補助発熱部材で前記定着部材を加熱してから、
次に、前記定着部材に対する前記加圧部材の加圧力を増大してなるものである。
For this reason, the invention described in
A pressure member is pressed against the fixing member to form a fixing nip. The fixing member is passed through the fixing nip through the transfer material and the fixing member is attached to the side where the unfixed toner is not attached. In a fixing control method of an image forming apparatus that fixes a non-fixed toner on a transfer material by contacting a pressure member and applying heat and pressure,
After the power is turned on, when the temperature of the fixing member rises to a predetermined fixing temperature, the fixing operation is started immediately,
First, after heating the fixing member with the auxiliary heating member together with the main heating member,
Next, the pressure applied by the pressure member to the fixing member is increased.
請求項2に記載の発明は、上述した第2の目的も達成すべく、
定着部材に加圧部材を押し当てて定着ニップを形成し、その定着ニップに転写材を通して未定着トナーが付着している側に前記定着部材を、未定着トナーが付着していない側に前記加圧部材を接触して熱と圧とを加えて転写材上の未定着トナーの定着を行う画像形成装置の定着制御方法において、
電源投入後、前記定着部材の温度が所定定着温度に上昇してから、しばらく経過して定着動作を開始し、
はじめ、前記定着部材に対する前記加圧部材の加圧力を増大してから、
次に、主発熱部材とともに補助発熱部材で前記定着部材を加熱してなるものである。
The invention according to
A pressure member is pressed against the fixing member to form a fixing nip. The fixing member is passed through the fixing nip through the transfer material and the fixing member is attached to the side where the unfixed toner is not attached. In a fixing control method of an image forming apparatus that fixes a non-fixed toner on a transfer material by contacting a pressure member and applying heat and pressure,
After the power is turned on, the fixing member starts a fixing operation after a while after the temperature of the fixing member rises to a predetermined fixing temperature.
First, after increasing the pressing force of the pressure member to the fixing member,
Next, the fixing member is heated by the auxiliary heat generating member together with the main heat generating member.
請求項3に記載の発明は、上述した第3の目的も達成すべく、
定着部材に加圧部材を押し当てて定着ニップを形成し、その定着ニップに転写材を通して未定着トナーが付着している側に前記定着部材を、未定着トナーが付着していない側に前記加圧部材を接触して熱と圧とを加えて転写材上の未定着トナーの定着を行う画像形成装置の定着制御方法において、
前記定着部材と前記加圧部材の各々の温度を検知し、
電源投入後、前記定着部材の温度が所定定着温度に上昇した場合に、その定着部材と前記加圧部材の温度差が一定以上であるとき、はじめ主発熱部材とともに補助発熱部材で前記定着部材を加熱してから、次にその定着部材に対する前記加圧部材の加圧力を増大する一方、逆に前記温度差が一定未満であるとき、はじめ前記定着部材に対する前記加圧部材の加圧力を増大してから、次に前記主発熱部材とともに前記補助発熱部材で前記定着部材を加熱してなるものである。
The invention described in claim 3 is to achieve the third object described above,
A pressure member is pressed against the fixing member to form a fixing nip. The fixing member is passed through the fixing nip through the transfer material and the fixing member is attached to the side where the unfixed toner is not attached. In a fixing control method of an image forming apparatus that fixes a non-fixed toner on a transfer material by contacting a pressure member and applying heat and pressure,
Detecting the temperature of each of the fixing member and the pressure member;
After the power is turned on, when the temperature of the fixing member rises to a predetermined fixing temperature, when the temperature difference between the fixing member and the pressure member is equal to or greater than a certain level, the fixing member is first moved by the auxiliary heating member together with the main heating member. After heating, the pressurizing force of the pressure member against the fixing member is then increased. Conversely, when the temperature difference is less than a certain value, the pressurizing force of the pressurizing member against the fixing member is increased first. Then, the fixing member is heated by the auxiliary heating member together with the main heating member.
請求項4に記載の発明は、上述した第4の目的も達成すべく、請求項1ないし3のいずれか1に記載の画像形成装置の定着制御方法において、トナー定着必要温度、トナー定着必要熱量、転写材の定着総供給必要熱量のいずれかを保持できないと判断される設定定着温度、設定定着供給熱量を下回った時点から、前記定着部材に対する前記加圧部材の加圧力を増大してなるものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a fixing control method for an image forming apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the toner fixing required temperature and the toner fixing required heat amount are achieved in order to achieve the fourth object described above. The pressure applied by the pressure member to the fixing member is increased from the time when it falls below the set fixing temperature or the set fixing supply heat amount at which it is determined that it cannot hold any of the heat required for the total fixing supply of the transfer material. It is.
請求項5に記載の発明は、上述した第5の目的も達成すべく、請求項1ないし4のいずれか1に記載の画像形成装置の定着制御方法において、主電源からAC電力が供給されて前記主発熱部材を発熱し、補助電源からDC電力が供給されて前記補助発熱部材を発熱してなるものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in order to achieve the fifth object described above, in the fixing control method for an image forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects, AC power is supplied from a main power source. The main heat generating member generates heat, and DC power is supplied from an auxiliary power source to generate heat.
請求項6に記載の発明は、上述した第6の目的も達成すべく、請求項5に記載の画像形成装置の定着制御方法において、前記補助電源として電気二重層キャパシタを用い、前記主発熱部材に前記主電源からAC電力が供給されていないとき、前記主電源により前記補助電源を充電してなるものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in order to achieve the sixth object described above, in the fixing control method for an image forming apparatus according to the fifth aspect, an electric double layer capacitor is used as the auxiliary power source, and the main heating member. When the AC power is not supplied from the main power source, the auxiliary power source is charged by the main power source.
請求項7に記載の発明は、上述した第7の目的も達成すべく、請求項6に記載の画像形成装置の定着制御方法において、前記補助発熱部材が前記定着部材を加熱していないとき、すなわち前記補助発熱部材に前記補助電源からDC電力が供給されていないとき、前記主電源により前記補助電源を充電してなるものである。 According to a seventh aspect of the present invention, in order to achieve the seventh object described above, in the fixing control method for an image forming apparatus according to the sixth aspect, when the auxiliary heat generating member is not heating the fixing member, That is, when the auxiliary heat generating member is not supplied with DC power from the auxiliary power source, the auxiliary power source is charged by the main power source.
請求項8に記載の発明は、上述した第8の目的も達成すべく、請求項5に記載の画像形成装置の定着制御方法において、前記補助電源として燃料電池を用いるものである。
The invention described in
請求項9に記載の発明は、上述した第9の目的も達成すべく、請求項8に記載の画像形成装置の定着制御方法において、前記燃料電池の燃料残量を残量検知手段で検知し、その残量検知手段で検知した燃料残量を残量報知手段で報知し、燃料残量が一定以下となったときに燃料交換を燃料交換警告手段で警告してなるものである。 According to a ninth aspect of the invention, in order to achieve the ninth object described above, in the fixing control method for an image forming apparatus according to the eighth aspect, the remaining amount of fuel in the fuel cell is detected by a remaining amount detecting means. The remaining fuel amount detected by the remaining amount detecting means is notified by the remaining amount notifying means, and when the remaining fuel amount becomes below a certain level, the fuel replacement warning means warns the fuel replacement.
請求項10に記載の発明は、上述した第10の目的も達成すべく、請求項1ないし9のいずれか1に記載の画像形成装置の定着制御方法を使用してなることを特徴とする、画像形成装置である。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a fixing control method for an image forming apparatus according to any one of the first to ninth aspects, in order to achieve the tenth object described above. An image forming apparatus.
請求項1に記載の発明によれば、定着立ち上がり直後に即時に定着動作を開始する場合に、補助加熱を行ってからニップ幅を増大するので、定着立ち上がり直後に加圧部材が未だ蓄圧状態にないことを考慮して、長尺通紙や広幅通紙や連続通紙などを行うとき、補助加熱とニップ幅可変とを的確に利用して温度低下を最小限に抑え、定着可能温度を長くして良好な定着を行うことができる。これにより、エネルギ効率を向上し、環境への負荷を低減することができる。 According to the first aspect of the present invention, when the fixing operation is started immediately after the fixing start-up, the nip width is increased after the auxiliary heating is performed, so that the pressure member is still in the pressure accumulation state immediately after the fixing start-up. In consideration of this, when performing long-sheet feeding, wide-width feeding, continuous feeding, etc., the auxiliary heating and variable nip width are appropriately used to minimize the temperature drop and increase the fusing temperature. And good fixing can be performed. Thereby, energy efficiency can be improved and the load to an environment can be reduced.
請求項2に記載の発明によれば、定着立ち上がりからしばらく時間が経ってから通紙を開始する場合には、ニップ幅を増大してから補助加熱を行うので、通紙開始時には加圧部材が蓄圧状態にあることを考慮して、長尺通紙や広幅通紙や連続通紙などを行うとき、補助加熱とニップ幅可変とを的確に利用して温度低下を最小限に抑え、さらに定着可能温度を長くして良好な定着を行うことができる。これにより、エネルギ効率を向上し、環境への負荷を低減することができる。 According to the second aspect of the present invention, when paper feeding is started after a while from the start of fixing, auxiliary heating is performed after increasing the nip width. Considering the pressure accumulation state, when performing long paper feed, wide paper feed, continuous paper feed, etc., the auxiliary heating and variable nip width are properly used to minimize temperature drop and further fixing Good fixing can be performed by increasing the possible temperature. Thereby, energy efficiency can be improved and the load to an environment can be reduced.
請求項3に記載の発明によれば、定着部材と加圧部材の各々の温度を検知して両者の温度差により加圧部材の蓄圧状態を判定し、補助加熱とニップ幅可変の動作開始タイミングを制御するので、通紙開始時に加圧部材側の蓄熱が不十分であると判断される場合に、長尺通紙や広幅通紙や連続通紙などを行うとき、補助加熱とニップ幅可変とを的確に利用して温度低下を最小限に抑え、定着可能温度を長くして良好な定着を行うことができる。これにより、エネルギ効率を向上し、環境への負荷を低減することができる。 According to the third aspect of the invention, the temperature of each of the fixing member and the pressure member is detected, the pressure accumulation state of the pressure member is determined based on the temperature difference between the two, and the auxiliary heating and the operation start timing with variable nip width are determined. Therefore, when it is determined that heat storage on the pressure member side is insufficient at the start of paper feeding, when performing long paper feeding, wide paper feeding, continuous paper feeding, etc., auxiliary heating and variable nip width are possible. By properly utilizing the above, it is possible to minimize the temperature drop and to increase the fixable temperature for good fixing. Thereby, energy efficiency can be improved and the load to an environment can be reduced.
請求項4に記載の発明によれば、定着部材の温度が低下した場合にも、最低でもトナー定着必要温度、トナー定着必要熱量、転写材の定着総供給必要熱量のいずれかを保持して、常に良好な定着を行うことができる。
According to the invention described in
請求項5に記載の発明によれば、主電源からAC電力が供給されて主発熱部材を発熱し、補助電源からDC電力が供給されて補助発熱部材を発熱してなるので、主加熱装置の主電源を用いて補助加熱装置の補助電源の充電を可能とすることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, AC power is supplied from the main power source to generate heat from the main heating member, and DC power is supplied from the auxiliary power source to generate heat from the auxiliary heating member. The auxiliary power supply of the auxiliary heating device can be charged using the main power supply.
請求項6に記載の発明によれば、補助電源として電気二重層キャパシタを用い、主発熱部材に主電源からAC電力が供給されていないとき、主電源により補助電源を充電してなるので、補助電源として、充放電可能な電気二重層キャパシタを使用し、効率よく補助電源に充電を行うことができる。 According to the sixth aspect of the present invention, since the electric double layer capacitor is used as the auxiliary power source and the AC power is not supplied from the main power source to the main heat generating member, the auxiliary power source is charged by the main power source. An electric double layer capacitor that can be charged and discharged is used as a power source, and the auxiliary power source can be efficiently charged.
請求項7に記載の発明によれば、補助発熱部材が定着部材を加熱していないとき、主電源により補助電源を充電してなるので、補助電力が補助発熱部材に供給されていないときは、主電源により補助電源を効率よく充電する一方、補助電力が補助発熱部材に供給されているときは、補助電源の充電を行わずに、主電力も主発熱部材に用い、主発熱部材と補助発熱部材とでより高い温度、熱量を定着部材に供給することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, when the auxiliary heat generating member is not heating the fixing member, the auxiliary power source is charged by the main power source, so when the auxiliary power is not supplied to the auxiliary heat generating member, While the auxiliary power source is efficiently charged by the main power source, when the auxiliary power is supplied to the auxiliary heat generating member, the main power is also used for the main heat generating member without charging the auxiliary power source. A higher temperature and heat amount can be supplied to the fixing member.
請求項8に記載の発明によれば、補助電源として燃料電池を用いるので、補助電源を繰り返し使用可能として恒久的に補助電力を確保することができる。 According to the eighth aspect of the invention, since the fuel cell is used as the auxiliary power supply, the auxiliary power can be used repeatedly, and auxiliary power can be secured permanently.
請求項9に記載の発明によれば、燃料電池の燃料残量を検知する残量検知手段と、その残量検知手段で検知した燃料残量を報知する残量報知手段と、燃料残量が一定以下となったときに燃料交換を警告する燃料交換警告手段とを備えるので、残量報知手段により燃料電池の燃料残量を把握することができるとともに、燃料残量が一定以下となったときに燃料交換警告手段によりユーザーに燃料交換の必要を警告することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, the remaining amount detecting means for detecting the remaining amount of fuel in the fuel cell, the remaining amount notifying means for notifying the remaining amount of fuel detected by the remaining amount detecting means, and the remaining fuel amount Since it is provided with a fuel replacement warning means that warns of fuel replacement when the fuel level becomes below a certain level, the fuel level of the fuel cell can be ascertained by the remaining amount notification means, and when the fuel level falls below a certain level In addition, it is possible to warn the user of the necessity of fuel replacement by the fuel replacement warning means.
請求項10に記載の発明によれば、画像形成装置にあって、請求項1ないし9のいずれか1に記載の画像形成装置の定着制御方法を使用してなるので、長尺通紙や広幅通紙や連続通紙などを行うとき、補助加熱とニップ幅可変とを的確に利用して温度低下を最小限に抑え、良好な定着を行うことができる。 According to the tenth aspect of the present invention, since the image forming apparatus uses the fixing control method for an image forming apparatus according to any one of the first to ninth aspects, When performing paper feeding or continuous paper feeding, the use of auxiliary heating and variable nip width can be appropriately utilized to minimize temperature drop and achieve good fixing.
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の最良形態につき説明する。
図1には、画像形成装置の一例である広幅デジタル複写機における内部機構の全体概略構成を示す。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an overall schematic configuration of an internal mechanism in a wide digital copying machine which is an example of an image forming apparatus.
図1において、符号100は給紙装置、200はその給紙装置100上の画像形成装置本体、300はさらにその画像形成装置本体200上の画像読取装置(スキャナ装置)である。
In FIG. 1,
給紙装置100には、上下2段にロール紙トレイ101,102が備えられている。このロール紙トレイ101,102は、ともにそれぞれ給紙装置筐体から図の左方向に引き出し可能となっており、引き出した状態でロール紙のセットやジャム処理を行うことができるように構成されている。
The
ロール紙トレイ101,102には、各々2つずつ、紙管の周囲に巻かれたロール紙103,104、ロール紙105,106がそれぞれ一対のペーパーホルダ107〜110を介してセットされるようになっている。各ロール紙103〜106の近傍には、それぞれ各ロール紙103〜106に対する給紙ローラ111〜114が配置されている。また、ロール紙トレイ101の給紙ローラ111,112の下流の給紙路117には、ロールカッターユニット115が配置され、またロール紙トレイ102の給紙ローラ113,114の下流の給紙路118には、ロールカッターユニット116が配置されている。下段のロール紙トレイ102の給紙路118は、上段のロール紙トレイ101の給紙路117に続いている。
Two
そして、各給紙ローラ111〜114により送り出されたロール紙は、トレイ前面側(図の左側)の給紙路117,118に入り、そこに設けられたロールカッターユニット115、116で一定の長さの転写材に切断され、転写材として画像形成装置本体200へと送り込まれる。
Then, the roll paper sent out by each of the
画像形成装置本体200には、紙搬送路220に沿って、作像装置201、定着装置202、排紙装置203が備えられている。作像装置201では、反時計まわりに回転する感光体205が帯電器204よって表面を一様に帯電され、画像読取装置300からの画像信号に基づき不図示のLED書込み器により書込みが行われ、感光体205上に静電潜像が形成される。その静電潜像は、不図示の現像器によりトナーを付着して可視像化される。
The image forming apparatus
紙搬送路220に沿って、作像装置201の上流にはレジストローラ208が、作像装置201位置には転写器209と分離器210が、作像装置201の下流であって定着装置202の上流には搬送ベルト211が、定着装置202の下流には不図示の駆動制御手段により駆動される排紙ローラ212,213が配置されている。両排紙ローラ212,213の手前には、各々排紙センサ215,216が設けられている。また、紙搬送路220は、排紙ローラ212の下流で分岐しており、その分岐位置には分岐爪214が備えられている。画像形成装置本体200の上面には排紙トレイ206があり、画像形成装置本体200の後方には不図示の別の排紙トレイが設けられている。
Along the
そして、給紙装置100から画像形成装置本体200に送り込まれた転写材、または手差し給紙路221から給紙された転写材は、紙搬送路220を通して搬送され、レジストローラ208にて作像タイミングとの同期が取られて感光体205下に導かれ、感光体205上に形成されたトナー像が転写器209により転写される。その後、分離器210により感光体205から分離されて搬送ベルト211で定着装置202へ導かれ、熱と圧とが加えられて転写材にトナー像が定着される。トナー像が定着された転写材は、排紙装置203の排紙ローラ212によって排紙され、排紙ローラ213によって画像形成装置本体200上面の排紙トレイ206上に排出され、または分岐爪214により排紙方向が切り替えられて分岐路を通して画像形成装置本体200後方の不図示の排紙トレイ上に排出される。排紙センサ215、216は、このとき、転写材が排紙装置203にあるか否かを判別する。
Then, the transfer material fed from the
画像読取装置300には、原稿台301がある。その原稿台301上には、原稿幅検知センサおよび原稿長さ検知センサが設けられている。その原稿台301から後方に向けて水平方向に原稿搬送路306が設けられ、その原稿搬送路306に沿って給紙ローラ303、密着イメージセンサ(CIS)302、搬送ローラ304、分岐爪307、排紙ローラ305が配置されている。画像読取装置300の上および後には、それぞれ排紙トレイ308,309が取り付けられている。なお、この画像読取装置300には、動作のスタート指示や、搬送する転写材の情報であるリピートコピーや長尺通紙情報を入力するための不図示の操作部が設けられている。
The
そして、画像読取装置300の原稿台301上には、原稿が載置され、その原稿のサイズが原稿幅検知センサおよび原稿長さ検知センサにより検知される。原稿台301上に置かれた原稿は、図示省略のサイドフェンスにより幅方向が揃えられ、給紙ローラ303により1枚ずつ給紙されて密着イメージセンサ302下に搬送される。密着イメージセンサ302下の原稿は、LEDアレイや蛍光灯などの光源により露光され、反射光がロッドレンズアレイを通してイメージセンサ上に結像され、光電変換されて原稿内容が読み取られる。原稿読み取り終了後は、搬送ローラ304および排紙ローラ305によって排紙トレイ308上に排出され、または分岐爪307で分岐されて分岐路を通して排紙トレイ309上に排出される。
A document is placed on the document table 301 of the
図2には、上述した広幅デジタル複写機に備えられている定着装置202の具体的構成を示す。
FIG. 2 shows a specific configuration of the fixing
定着装置202には、定着部材である定着ローラ10に、加圧部材である加圧ローラ12が押し当てられて定着ニップNが形成されている。定着ローラ10は、円筒形状のアルミ管や炭素鋼管などの金属管まわりに、テフロン(登録商標)等よりなる離型層を設けて構成される。加圧ローラ12は、中実円柱のアルミ管や炭素鋼管などの金属管まわりに、シリコーンゴム等よりなるゴム層を設け、そのゴム層の表面にテフロン(登録商標)チューブ等の離型層を設けて構成される。
A fixing nip N is formed in the
定着ローラ10の中心には、ハロゲンヒータ、ニクロム線ヒータ、IHヒータなどの棒状の主発熱部材13と、同じくハロゲンヒータ、ニクロム線ヒータ、IHヒータなどの棒状の補助発熱部材14とが平行に貫挿されている。また、定着ローラ10の片端部には、定着駆動ギヤ15が一体的に固定されている。その定着駆動ギヤ15には、サーボモータなどを用いた電磁モータ16の回転が、モータギヤ17から複数の中継ギヤ18を介して伝達される。そして、電磁モータ16が駆動されることにより、定着ローラ10とともに、それに押し当てられる加圧ローラ12が回転され、定着ニップNを通して転写材が搬送される。
In the center of the fixing
他方、定着ローラ10の周囲には、その定着ローラ10の表面温度を検出する、サーミスタや温度センサなどの第1温度検出手段20が配置されている。また、加圧ローラ12の周囲には、その加圧ローラ12の表面温度を検出する、同じくサーミスタや温度センサなどの第2温度検出手段21が配置されている。
On the other hand, first temperature detection means 20 such as a thermistor or a temperature sensor for detecting the surface temperature of the fixing
図3には、上述した図2に示す定着装置202を、それを制御する電気回路ブロックとともに示す。
FIG. 3 shows the above-described
図示するとおり、上述した定着装置202に備えられている主発熱部材13には、主電源であるAC電源22を有する主電力供給手段23が接続されて主加熱装置24が構成される。主加熱装置24の主電力供給手段23は、CPU25に接続されている。そして、CPU25により制御されて主電力供給手段23のAC電源22からAC電力が供給され、主発熱部材13に通電されて定着ローラ10が加熱されるようになっている。
As shown in the figure, the
また、補助発熱部材14には、補助電源26を有する補助電力供給手段27が接続される。補助電源26は、充放電可能な電気二重層キャパシタや燃料交換可能な燃料電池などよりなる。補助電源26には、その充電電圧を検出する電圧検出手段としての電圧センサ28が接続される。これにより、補助発熱部材14、補助電力供給手段27、電圧センサ28よりなる補助加熱装置30が構成される。補助加熱装置30の補助電力供給手段27は、同じくCPU25に接続されている。また、電圧センサ28の検出結果は、CPU25に入力されるようになっている。そして、CPU25により制御されて補助電力供給手段27の補助電源26から電力が供給され、補助発熱部材14に通電されて主発熱部材13とともに定着ローラ10が加熱されるようになっている。
Further, auxiliary power supply means 27 having an
上述した定着装置202に備える第1温度検出手段20と第2温度検出手段21もCPU25に接続され、それらの検出結果もCPU25に入力されるようになっている。他方、CPU25にはモータ駆動手段31が接続され、CPU25からの信号に基づきそのモータ駆動手段31により電磁モータ16が駆動され、定着ローラ10および加圧ローラ12が回転するようになっている。また、CPU25にはニップ幅可変手段32が接続され、CPU25からの信号に基づきそのニップ幅可変手段32により定着ローラ10に対する加圧ローラ12の加圧力を増減して定着ローラ10と加圧ローラ12間の定着ニップNを大きく可変するようになっている。
The first temperature detection means 20 and the second temperature detection means 21 provided in the
図4には、定着装置202のニップ幅可変手段32の具体的構成を示す。
この例では、例えばステッピングモータよりなるニップ幅可変モータ34の駆動によりローラ50、51に掛けまわすワイヤ52を移動して第1カム部材53を動かし、第2カム部材54を回動してローラ軸44を移動し、定着ローラ10に対する加圧ローラ12の加圧力をコントロールして加圧ローラ12を何段階かで高精度に定着ローラ10に押し当てることができるようにする。
FIG. 4 shows a specific configuration of the nip
In this example, for example, by driving a variable nip
図5には、定着装置202に備えるニップ幅可変手段32の他例を示す。
図中符号34は、図4と同様、ニップ幅可変モータである。ニップ幅可変モータ34は、その駆動力がモータギヤ35から複数のギヤ36を介して伝達され、雄ねじ37を回転する。雄ねじ37は、ブラケット38にねじ付けられており、ニップ幅可変モータ34の正逆駆動により回転方向が反転されてブラケット38がAまたはB方向に移動される。ブラケット38は、位置センサ40により基準位置が検出される。
FIG. 5 shows another example of the nip width varying means 32 provided in the
ブラケット38が移動されると、スプリング41のテンションが増減されて水平カム42が回動され、その水平カム42と一端が係合する垂直カム43が回動される。垂直カム43は、他端が加圧ローラ12のローラ軸44に係合されており、その回動によりローラ軸44が上下動されて定着ローラ10と加圧ローラ12間の加圧力が増減される。すなわち、駆動手段であるニップ幅可変モータ34の駆動力が、複数のギヤ36や雄ねじ37やブラケット38やスプリング41や水平カム42などよりなる駆動伝達手段により伝達されてカム部材である垂直カム43を作動し、加圧ローラ12のゴム層の弾性変形が変更されて定着ニップNのニップ幅が可変されるようになっている。これにより、転写材45が定着ニップNを通過する時間が変化し、転写材45に付与される供給熱量が制御されるようになっている。
When the
図6には、図4や図5に示すようなニップ幅可変手段32による制御フローの一例を示す。この例では、ニップ幅を5段階に制御してなる。
定着ローラ10と加圧ローラ12間の定着ニップNのニップ幅を制御するときは、まず定着ローラ10に対する加圧ローラ12の加圧量を最低としてニップ量が最小な第1段階にある状態で(ステップS1)、第1温度検知手段20で定着ローラ10の温度THを検知する(ステップS2)。
FIG. 6 shows an example of a control flow by the nip width varying means 32 as shown in FIGS. In this example, the nip width is controlled in five stages.
When the nip width of the fixing nip N between the fixing
温度THが180℃以上であれば、ニップ幅を可変する必要はないが、180℃以下であるときは(ステップS3)、170℃以上180℃未満であれば(ステップS4)、定着ローラ10に対する加圧ローラ12の加圧量を増やしてニップ量を第2段階とする(ステップS5)。160℃以上170℃未満であれば(ステップS6)、加圧ローラ12の加圧量をさらに増やしてニップ量を第3段階とする(ステップS7)。150℃以上160℃未満であれば(ステップS8)、加圧ローラ12の加圧量をまたさらに増やしてニップ量を第4段階とする(ステップS9)。
If the temperature TH is 180 ° C. or higher, there is no need to change the nip width, but if it is 180 ° C. or lower (step S3), if it is 170 ° C. or higher and lower than 180 ° C. (step S4), the fixing
150℃未満であれば、定着ローラ10に対する加圧ローラ12の加圧量を最大に増やしてニップ量を第5段階とする(ステップS10)。次いで、制御を継続するか否かを判断し(ステップS11)、継続する場合は、ステップS2に戻って以下同様に繰り返し、継続しない場合は、加圧ニップ量制御を終了する。
If the temperature is less than 150 ° C., the amount of pressure applied by the
図7には、上述した広幅デジタル複写機の定着装置202における定着制御方法の一例を示す。
FIG. 7 shows an example of a fixing control method in the
例えば長さ15mの長尺の転写材やA2以上の広幅の転写材に画像を形成したり、A2の大きさの転写材に連続して画像を形成したりするとき、大きな転写材の通紙により、定着装置202において定着ローラ10や加圧ローラ12の熱が徐々に転写材に奪われて定着温度が低下し、定着不良を生ずるおそれがあるが、図7には、そのような長尺や広幅の転写材に画像を形成したり連続通紙を行ったりするときの定着制御方法を示す。
For example, when an image is formed on a long transfer material having a length of 15 m or a wide transfer material of A2 or larger, or when an image is continuously formed on a transfer material having a size of A2, a large transfer material is passed. As a result, in the
図示するとおり、複写機の電源が投入されると、CPU25により制御され、まずステップS1で、主加熱装置24が駆動されて主電力供給手段23のAC電源22から電力が供給され、主発熱部材13に通電されて主発熱部材13により定着ローラ10が加熱される。
As shown in the figure, when the power of the copying machine is turned on, it is controlled by the
図8には、複写機の電源投入時からの時間と、定着ローラ10および加圧ローラ12の表面温度との関係を示す。
この図8に示されるとおり、定着ローラ10の表面温度は、主発熱部材13による加熱とともに急激に上昇し、約80秒前後で第1温度検出手段20による検出温度が所定定着温度である195℃になる。なお、このときの加圧ローラ12の第2温度検出手段21による検出温度は、約80℃であり、完全な蓄圧状態にはない。完全に蓄熱状態であれば、温度の変化率はもっと低くなる。
FIG. 8 shows the relationship between the time from when the copier is turned on and the surface temperatures of the fixing
As shown in FIG. 8, the surface temperature of the fixing
そして、図7のステップS2で、第1温度検出手段20により、定着ローラ10の表面温度が所定定着温度である195℃まで上昇したことが検出されたとき、次のステップS3で通紙が開始され、転写材45にトナー像が転写されてそのトナー像が転写された転写材45が定着装置202の定着ニップNに挿入される。
When the first
図9には、定着装置202による定着状態を示す。
通紙が行われると、定着ニップNに挿入された転写材45には、未定着トナーが付着している側に定着ローラ10を、未定着トナーが付着していない側に加圧ローラ12を接触して熱と圧力とが加えられる。そして、その上のトナー像47が、定着ニップNを通過するにともない転写材45に定着される。
FIG. 9 shows a fixing state by the fixing
When the paper is passed, the
通紙されると、大きな転写材45により熱が奪われて定着ローラ10および加圧ローラ12の表面温度が低下する。そこで、次のステップS4では、補助加熱装置30が駆動されて補助電力供給手段27の補助電源26から電力が供給され、補助発熱部材14に通電される。そして、主発熱部材13の加熱に加えて補助発熱部材14による加熱が開始される。故に、図8に示すように、定着ローラ10の表面温度は、多少は低下するものの、ほぼ高い温度が維持される。
When the paper is passed, heat is taken away by the
ところが、例えば補助電源26に電気二重層キャパシタが使用されていると、その電気二重層キャパシタの特性により放電によって徐々に電圧が低下し、やがて必要とされる最低の供給熱量が維持できなくなる。キャパシタの性能にも左右されるが、時間的には通常約100s前後が目安である。そこで、次のステップS5で、定着開始から100s前後の一定時間が経過したか判断され、経過したと判断されたときは、ステップS6で、補助電源26への電力供給を停止し、補助発熱部材14への通電が停止される。すると、図8に示すように、定着ローラ10の表面温度は、徐々に低下していく。
However, if an electric double layer capacitor is used for the
そして、次のステップS7で、定着ローラ10の表面温度が適宜設定した設定定着温度以下となって供給熱量が不足すると判断されたときは、ステップS8で、ニップ幅可変手段32を駆動して定着ローラ10に対する加圧ローラ12の押し当て力を強め、はじめ最小に設定されているニップ幅(図9のL)が一段増加される。次に、ステップS9で、ニップ幅が設定できる最大であるか否か判断し、最大でないときは、ステップS7に戻って、再び次に定着ローラ10の表面温度が設定定着温度以下となって供給熱量が不足すると判断されるまで通紙が継続され、設定定着温度以下となったときは、ステップS8で、ニップ幅がさらに一段増加される。そして、ステップS9で、ニップ幅が設定できる最大であると判断されるまでこれを繰り返し、ニップ幅Lを段階的に増加させて供給熱量を一段ごとに増加させる制御が行われる。これにより、図8に示すように、定着ローラ10の温度が、約220sの間、定着可能温度の135℃以上に維持される。
In the next step S7, when it is determined that the surface temperature of the fixing
ステップS9で、ニップ幅が設定できる最大であると判断されたときは、ステップS10で、最後に定着ローラ10の表面温度が設定定着温度以下となって供給熱量が不足すると判断されるまで通紙を継続する。定着ローラ10の表面温度が設定定着温度以下となったときは、ステップS11に進み、ニップ幅可変手段32を駆動してニップ幅がはじめの最小に戻され、続くステップS12で、通紙が中断されてステップS2に戻り、定着ローラ10の表面温度が所定定着温度まで上昇した否かが判断される。そして、再び通紙を開始し、ジョブが終了するまで継続する。
When it is determined in step S9 that the nip width is the maximum that can be set, in step S10, the sheet is passed until it is finally determined that the surface temperature of the fixing
図10には、上述した定着装置202を動作させるための電気回路を示す。
図中符号は、それぞれ同様に、10は定着ローラ、12は加圧ローラ、13は主発熱部材、14は補助発熱部材、20は第1温度検出手段、21は第2温度検出手段、22は主電源、25はCPU、26は電気二重層キャパシタ、27は補助電力供給手段である。
FIG. 10 shows an electric circuit for operating the fixing
In the drawings, similarly, 10 is a fixing roller, 12 is a pressure roller, 13 is a main heat generating member, 14 is an auxiliary heat generating member, 20 is first temperature detecting means, 21 is second temperature detecting means, and 22 is A main power source, 25 is a CPU, 26 is an electric double layer capacitor, and 27 is an auxiliary power supply means.
次に、図11(A)〜(E)には、上述した定着装置202の補助電源26に電気二重層キャパシタを用いて定型サイズを越える長尺通紙を行う場合において、電源投入後、定着部材の温度が所定定着温度に上昇した場合に即時に定着動作を開始するとき、ニップ幅可変開始までの定着ローラ温度推移、定着ヒータ総消費電力推移、定着ヒータ消費AC電力推移、定着ヒータ消費補助電力推移、キャパシタ充電オンーオフタイミングをそれぞれ示す。
Next, in FIGS. 11A to 11E, in the case where long paper exceeding a standard size is used for the
t1区間は、所定定着温度Ttまで立上げている区間であり、ここでt1区間に補助電源26である電気二重層キャパシタからも電力供給を行い、補助発熱部材14を発熱させると、所定定着温度到達までの時間を低減することができる。
The t1 section is a section that rises up to a predetermined fixing temperature Tt . When the auxiliary
次いで、t2区間は、コピー原稿の読み込み、プリンタのジョブ読み込みを待つ状態、またはその両方が行われていない待機状態であり、所定定着温度Ttを保持させるためにAC電源22がオンオフされる。そこで、補助電源26である電気二重層キャパシタの充電電圧を検出する電圧センサ28により、電気二重層キャパシタに充電する余地が残っている場合、AC電源22が主発熱部材13への電力供給に使用されていないとき、AC電源22のAC電力は電気二重層キャパシタの充電に使用される。電圧センサ28により電気二重層キャパシタに充電が充分にされたことを検出した場合は、充電する余地を電圧センサ28が検出するまで電気二重層キャパシタの充電は行わないものとする。
Next, a period t2 is a waiting state in which a copy original is read, a printer job is waited, or both are not performed, and the
t3区間では、画像読取装置300での長尺原稿読み込み終了後、または長尺通紙情報のプリンタジョブの読み込み終了後、定型サイズを越えた長尺通紙を開始し、AC電源22から主発熱部材13へのAC電力供給を行いながら、補助電源26である電気二重層キャパシタから補助発熱部材14に電力が供給されている区間である。そのため、定着ヒータ総消費電力推移(B)では、消費AC電力推移(C)と消費補助電力(D)を足し合わせた電力で推移する。図11の場合、定着ヒータ総消費電力は、経時で減少している。これは、電気二重層キャパシタが放電を続けると、出力を低下していくためである。その電力低下放電曲線は、キャパシタの容量、出力設定などによって決定される。
In section t3, after the end of reading of the long document by the
ここで、トナー定着必要温度、トナー定着必要熱量は使用するトナーの特性値であり、転写材の供給必要熱量は使用する転写材の特性値である。図9において、定着ローラ10と加圧ローラ12が圧接する定着ニップN部分と、トナー像47、転写材45とで熱の授受を行う。
Here, the toner fixing necessary temperature and the toner fixing necessary heat amount are characteristic values of the toner to be used, and the transfer material necessary heat amount is a characteristic value of the transfer material to be used. In FIG. 9, heat is transferred between the fixing nip N portion where the fixing
トナー像47、転写材45の定着ローラ10側に与える定着熱量QHは、表1の式(1)により算出される。転写材45の加圧ローラ12側に与える供給熱量QPは、表1の式(2)により算出される。また、トナー像47、転写材45の表裏面に与える定着総供給熱量QTは、表1の式(3)により算出される。定着ローラ10の温度がトナー定着必要温度を下回らないこと、QHがトナー特性値であるトナー定着必要熱量を下回らないこと、QTが転写材特性値である定着総供給必要熱量を下回らないことを制御内部で演算を行いながら監視して、トナー定着必要温度、またはトナー定着必要熱量、転写材45の定着総供給必要熱量をAC電力のみでは保持できないと判断する。t1の立上げ時よりもt3の通紙時のAC電力が小さい理由は、コピー動作時、AC電力の一部がDC電力に変換されて他の機構の動作に使用されているからである。
The amount of fixing heat Q H applied to the
t4区間では、長尺通紙が終わり、AC電源22からAC電力を主発熱部材13に供給して定着ローラ10の温度を再び所定定着温度Ttまで復帰させる区間である。この区間で補助電力を補助発熱部材14に電力を供給すれば、所定定着温度到達までの時間を低減することが可能となる。
The t4 section is a section in which the long sheet passing ends and AC power is supplied from the
t5区間は、コピー原稿の読み込み、プリンタのジョブ読み込みを待つ状態、またはその両方が行われていない待機状態であり、所定定着温度Ttを保持させるためにAC電源22がオンオフされる。そこで、電気二重層キャパシタの充電電圧を検出する電圧センサ28により、電気二重層キャパシタに充電する余地が残っている場合、AC電源22が主発熱部材13に使用されていないとき、AC電力は電気二重層キャパシタの充電に使用される。電圧センサ28により電気二重層キャパシタに充電が充分に充電されたことを検出した場合は、充電する余地を電圧センサ28が検出するまで電気二重層キャパシタの充電は行わないものとする。
A period t5 is a waiting state in which a copy original is read, a printer job is waited for, or both are not performed, and the
なお、補助発熱部材14が定着ローラ10を加熱していないとき、すなわち補助発熱部材14に補助電源26からDC電力が供給されていないとき、主電源22により補助電源26を充電する。このようにすると、補助電力が補助発熱部材14に供給されていないときは、主電源22により補助電源26を効率よく充電する一方、補助電力が補助発熱部材14に供給されているときは、補助電源26の充電を行わずに、主電力も主発熱部材13に用い、主発熱部材13と補助発熱部材14とでより高い温度、熱量を定着ローラ10に供給することができる。
When the auxiliary
さて、この図11(A)〜(E)に示す定着制御方法では、電源投入後、定着ローラ10の表面温度が所定定着温度Ttに到達したとき、直ちに定着動作を開始し、補助発熱部材14を一定時間発熱して温度低下を阻止した。その後、トナー定着必要温度、トナー定着必要熱量、転写材の定着総供給必要熱量のいずれかを保持できないと判断される設定定着温度、設定定着供給熱量を下回った時点から、定着部材に対する加圧部材の加圧力を増大してニップ幅を段階的に増加し、転写材45のトナーへの供給熱量を増やしてなる。
In the fixing control method shown in FIGS. 11A to 11E, after the power is turned on, when the surface temperature of the fixing
これは、定着ローラ10の表面温度が所定定着温度に到達した段階では、加圧ローラ12側の温度が未だ完全に立ち上がっておらず、蓄熱状態が完全でないことから、この状態において最初にニップ幅制御を行うと、ニップ幅が広くなったときに定着ローラ10側の熱が転写材45を介して加圧ローラ12側に逃げてしまい、効率的に転写材45に熱量を与えることができなくなるからである。
This is because when the surface temperature of the fixing
そして、通紙とともに転写材45とともに加圧ローラ12にも熱を奪われて、図12に示すように定着ローラ10の表面温度が急激に低下し、その後補助発熱部材14に通電してもすぐに定着可能温度の135℃を割り込み、定着可能時間は約150sとなって上述した例よりも温度維持時間が極端に少なくなる。よって、加圧ローラ12が蓄熱状態にないときは、上述した定着制御方法のように、まず補助加熱を行ってから、次にニップ幅を増大する定着制御方法の方が好ましい。
Then, the
次に、図13(A)〜(E)には、上述した定着装置202の補助電源26に電気二重層キャパシタを用いて定型サイズを越える長尺通紙を行う場合において、電源投入後、定着部材の温度が所定定着温度に上昇してから、しばらく経過して定着動作を開始するとき、ニップ幅可変開始までの定着ローラ温度推移、定着ヒータ総消費電力推移、定着ヒータ消費AC電力推移、定着ヒータ消費補助電力推移、キャパシタ充電オンーオフタイミングをそれぞれ示す。
Next, in FIGS. 13A to 13E, in the case where long paper passing over a standard size is performed using the electric double layer capacitor for the
t1区間は、所定定着温度Ttまで立上げている区間であり、ここでt1区間で補助電源26である電気二重層キャパシタからも電力供給を行い、補助発熱部材14を発熱させると、所定定着温度到達までの時間を低減することができる。
The t1 section is a section that rises up to a predetermined fixing temperature Tt. When power is supplied from the electric double layer capacitor as the
次いで、t2区間は、コピー原稿の読み込み、プリンタのジョブ読み込みを待つ状態、またはその両方が行われていない待機状態であり、所定定着温度Ttを保持させるためにAC電源22がオンオフされる。そこで、補助電源26である電気二重層キャパシタの充電電圧を検出する電圧センサ28により、電気二重層キャパシタに充電する余地が残っている場合、AC電源22が主発熱部材13への電力供給に使用されていないとき、AC電源22のAC電力は電気二重層キャパシタの充電に使用される。電圧センサ28により電気二重層キャパシタに充電が充分にされたことを検出した場合は、充電する余地を電圧センサ28が検出するまで電気二重層キャパシタの充電は行わないものとする。
Next, a period t2 is a waiting state in which a copy original is read, a printer job is waited, or both are not performed, and the
t3区間では、画像読取装置300での長尺原稿読み込み終了後、または長尺通紙情報のプリンタジョブの読み込み終了後、定型サイズを越えた長尺通紙を開始し、AC電源22から主発熱部材13にAC電力供給を行い、通紙を行っている区間である。そのため、定着ヒータ総消費電力推移(B)は、消費AC電力推移(C)と等値となる。
In section t3, after the end of reading of the long document by the
ここで、トナー定着必要温度、トナー定着必要熱量は使用するトナーの特性値であり、転写材の供給必要熱量は使用する転写材の特性値である。図9において、定着ローラ10と加圧ローラ12が圧接する定着ニップN部分と、トナー像47、転写材45とで熱の授受を行う。
Here, the toner fixing necessary temperature and the toner fixing necessary heat amount are characteristic values of the toner to be used, and the transfer material necessary heat amount is a characteristic value of the transfer material to be used. In FIG. 9, heat is transferred between the fixing nip N portion where the fixing
トナー像47、転写材45の定着ローラ10側に与える定着熱量QHは、表1の式(1)により算出される。転写材45の加圧ローラ12側に与える供給熱量QPは、表1の式(2)により算出される。また、トナー像47、転写材45の表裏面に与える定着総供給熱量QTは、表1の式(3)により算出される。定着ローラ10の温度がトナー定着必要温度を下回らないこと、QHがトナー特性値であるトナー定着必要熱量を下回らないこと、QTが転写材特性値である定着総供給必要熱量を下回らないことを制御内部で演算を行いながら監視して、トナー定着必要温度、またはトナー定着必要熱量、転写材45の定着総供給必要熱量をAC電力のみでは保持できないと判断する。t1の立上げ時よりもt3の通紙時のAC電力が小さい理由は、コピー動作時、AC電力の一部がDC電力に変換されて他の機構の動作に使用されているからである。
The amount of fixing heat Q H applied to the
t4区間では、t3区間で主発熱部材13により熱供給を行いながら通紙を行っていたところ、定着限度温度を第1温度検知手段20で検知して、補助電源26である電気二重層キャパシタを用いて補助発熱部材14に補助熱供給を行いながら、さらに長尺通紙を連続して行っている区間である。そのため、定着ヒータ総消費電力推移(B)では、消費AC電力(C)と消費補助電力(D)を足し合わせた電力で推移する。図12の場合、定着ヒータ総消費電力は、経時で減少している。これは、電気二重層キャパシタが放電を続けると、出力を低下していくためである。その電力低下放電曲線は、キャパシタの容量、出力設定などによって決定される。
In the t4 section, the paper was passed while supplying heat by the main
t5区間は、長尺通紙が終わり、AC電源22からAC電力を主発熱部材13に供給して定着ローラ10の温度を再び所定定着温度Ttまで復帰させる区間である。この区間で補助電力を補助発熱部材14に供給すれば、所定定着温度到達までの時間を低減することが可能となる。
The t5 section is a section in which the long sheet passing is completed and AC power is supplied from the
t6区間は、コピー原稿の読み込み、プリンタのジョブ読み込みを待つ状態、またはその両方が行われていない待機状態であり、所定定着温度Ttを保持させるためにAC電源22がオンオフされる。そこで、電気二重層キャパシタの充電電圧を検出する電圧センサ28により、電気二重層キャパシタに充電する余地が残っている場合、AC電源22が主発熱部材13に使用されていないとき、AC電力は電気二重層キャパシタの充電に使用される。電圧センサ28により電気二重層キャパシタに充電が充分に充電されたことを検出した場合は、充電する余地を電圧センサ28が検出するまで電気二重層キャパシタの充電は行わないものとする。
A period t6 is a waiting state in which a copy original is read, a printer job is read, or both are not performed, and the
ところで、この図13(A)〜(E)に示す定着制御方法では、電源投入後、定着ローラ10の表面温度が所定定着温度Ttに上昇してから、しばらく経過して定着動作を開始し、主発熱部材13とともに補助発熱部材14で定着ローラ110を加熱してなる。このように、定着立ち上がりからしばらく時間が経過すると、加圧ローラ12に蓄熱効果が現れるため、通紙を行った際に急激な温度低下を生じることが次第に緩和されていく。したがって、定着立ち上がりからしばらく時間が経ってから通紙を開始するときは、立ち上り直後の通紙に比べてより長尺、幅広、連続の通紙が可能となる。
By the way, in the fixing control method shown in FIGS. 13A to 13E, after the power is turned on, the fixing operation is started after a while after the surface temperature of the fixing
そこで、この場合には、まずトナー定着必要温度、トナー定着必要熱量、転写材の定着総供給必要熱量のいずれかを保持できないと判断される設定定着温度、設定定着供給熱量を下回った時点から、定着部材に対する加圧部材の加圧力を増大してニップを段階的に増加することにより温度低下を阻止する。その後、補助発熱部材14を点灯して補助加熱を行うようにする。このように、加圧ローラ12が蓄熱状態にあるときは、こちらの方が効率よく有利である。
Therefore, in this case, from the time when the temperature is lower than the set fixing temperature and the set fixing supply heat amount at which it is judged that any one of the necessary temperature for toner fixing, the necessary heat amount for toner fixing, and the required total heat supply amount for the transfer material cannot be maintained, A temperature drop is prevented by increasing the pressure force of the pressure member to the fixing member and increasing the nip stepwise. Thereafter, the
図14(A)〜(E)には、上述した定着装置202の補助電源26に燃料電池を用いて定型サイズを越える長尺通紙を行う場合において、電源投入後、定着部材の温度が所定定着温度に上昇してから、しばらく経過して定着動作を開始するとき、ニップ幅可変開始までの定着ローラ温度推移、定着ヒータ総消費電力推移、定着ヒータ消費AC電力推移、定着ヒータ消費補助電力推移、キャパシタ充電オンーオフタイミングをそれぞれ示す。
14A to 14E, in the case where long paper exceeding a standard size is used for the
t1区間は、所定定着温度Ttまで立上げている区間であり、AC電源22のみを使用した主発熱部材13の発熱による定着温度推移を示した。ここで、t1区間に補助電源26である燃料電池からも電力供給を行い、補助発熱部材14を発熱させると、所定定着温度到達までの時間を低減することができる。
The t1 section is a section in which the temperature is raised to a predetermined fixing temperature Tt , and shows a fixing temperature transition due to heat generation of the main
次いで、t2区間は、コピー原稿の読み込み、プリンタのジョブ読み込みを待つ状態、またはその両方が行われていない待機状態であり、所定定着温度Ttを保持させるためにAC電源22がオンオフされる。
Next, a period t2 is a waiting state in which a copy original is read, a printer job is waited, or both are not performed, and the
t3区間では、画像読取装置300での長尺原稿読み込み終了後、または長尺通紙情報のプリンタジョブの読み込み終了後、定型サイズを越えた長尺通紙を開始し、AC電源22からのAC電力を主発熱部材13に供給して転写材45上のトナーを熱定着し、温度検出手段20,21で検出した定着ローラ10、加圧ローラ12の表面温度からトナー定着必要温度、またはトナー定着必要熱量、転写材45の定着総供給必要熱量をAC電力のみでは保持できないと判断される時点までの区間である。
In the period t3, after the end of the reading of the long document by the
ここで、トナー定着必要温度、トナー定着必要熱量は使用するトナーの特性値であり、転写材の供給必要熱量は使用する転写材の特性値である。図9において、定着ローラ10と加圧ローラ12が圧接する定着ニップN部分と、トナー像47、転写材45とで熱の授受を行う。
Here, the toner fixing necessary temperature and the toner fixing necessary heat amount are characteristic values of the toner to be used, and the transfer material necessary heat amount is a characteristic value of the transfer material to be used. In FIG. 9, heat is transferred between the fixing nip N portion where the fixing
トナー像47に与える定着熱量QHは、表1の式(1)により算出される。また、転写材45に与える定着総供給熱量QTは、表1の式(2)により算出される。定着ローラ10の温度がトナー定着必要温度を下回らないこと、QHがトナー特性値であるトナー定着必要熱量を下回らないこと、QTが転写材特性値である定着総供給必要熱量を下回らないことを制御内部で演算を行いながら監視して、トナー定着必要温度、またはトナー定着必要熱量、転写材45の定着総供給必要熱量をAC電力のみでは保持できないと判断する。t1の立上げ時よりもt3の通紙時のAC電力が小さい理由は、コピー動作時、AC電力の一部がDC電力に変換されて他の機構の動作に使用されているからである。
The amount of fixing heat Q H given to the
t4区間では、AC電源22から主発熱部材13へのAC電力供給を行いながら、補助電源26である燃料電池から補助発熱部材14に電力が供給されている区間である。そのため、定着ヒータ総消費電力推移(B)では、消費AC電力(C)と消費補助電力(D)を足し合わせた電力で定着ヒータ総消費電力がt3区間からt4区間に移る瞬間から不連続に増加して、定着ローラ10の定着温度、定着熱量、定着総供給熱量を保持または増加させる。
The t4 section is a section in which power is supplied from the fuel cell as the
ところで、燃料電池は、放電を行うことにより徐々に燃料が減少していく。そこで、補助電源26に燃料電池を使用するときには、燃料電池の燃料残量を検知して使用により減っていく燃料残量を常に監視する残量検知手段と、その残量検知手段で検知した燃料残量を、表示部等を用いて適宜ユーザーに報知する残量報知手段と、燃料残量が一定以下となったときに、例えば警告表示を行ってユーザーに燃料交換を警告する燃料交換警告手段とを備える。ユーザーが燃料交換警告手段により燃料残量が少なくなったことを認知したときは、例えばカートリッジ式の電池燃料を新しいものと交換する。
By the way, in the fuel cell, the fuel gradually decreases by discharging. Therefore, when a fuel cell is used for the
t5区間は、長尺通紙が終わり、AC電源22からAC電力を主発熱部材13に供給して定着ローラ10の温度を再び所定定着温度Ttまで復帰させる区間である。この区間で補助電力を補助発熱部材14に供給すれば、所定定着温度到達までの時間を低減することが可能となる。
The t5 section is a section in which the long sheet passing is completed and AC power is supplied from the
t6区間は、コピー原稿の読み込み、プリンタのジョブ読み込みを待つ状態、またはその両方が行われていない待機状態であり、所定定着温度Ttを保持させるためにAC電源22がオンオフされる。
A period t6 is a waiting state in which a copy original is read, a printer job is read, or both are not performed, and the
さて、電源投入時だけでなく、待機している場合なども、定着ローラ10および加圧ローラ12が停止していて定着ニップNが動かない状態にあるため、伝熱が定着ニップNからしか起こらず、加圧ローラ12側の蓄熱が全周にわたり十分に行われていない。そのため、定着ローラ10と加圧ローラ12の双方の温度を第1温度検出手段20と第2温度検出手段21を用いて検出して、温度差が所定値以上であれば、加圧ローラ12が十分な蓄熱状態にないと判断し、第一に補助加熱装置による加熱制御を行い、第二にニップ幅可変手段によるニップ制御を行う。逆に、温度差が所定値未満であれば、加圧ローラ12が十分な蓄熱状態にあると判断し、第一にニップ制御を行い、第二に加熱制御を行うようにする。
Now, not only when the power is turned on, but also in a standby state, the fixing
図11、13、14で示した補助電源26の使用において、すべての場合でニップ幅可変手段を図6に示したように制御することで、定着供給熱量を一定となるように定着ローラ温度に合わせたニップ量制御を行って供給熱量を過多にすることを抑制して、ニップ量を一定にしているときに比べて温度低下の勾配を抑えて長尺通紙時熱量消費、すなわち電力消費を抑制して省エネに通紙を行うことができる。ここで、それぞれの温度帯域に対応したニップ量は実験的、または表1で示した計算式によって狙いの熱量に合わせて決定するものとする。
In the use of the
ニップ量一定の場合の構成では、定着限界温度のときに、トナー像47、転写材45に供給する定着供給熱量が足りているようにニップ量を大きく構成する必要があり、定着ローラ温度が定着限界温度以上であるときには常に定着供給熱量過多の状態となる。よって、ニップ量一定の場合には、定着供給熱量を一定に保とうとする加圧制御、ニップ量制御を行う場合に比べて多くの熱量を消費してしまい温度低下勾配が大きくなる。また、ニップ量を一定にしているときに比べて加圧制御、ニップ量制御を行う場合では、ある決まった熱量供給量で、ニップ量一定の場合より長距離の長尺通紙の定着性を保証できることとなる。
In the configuration in which the nip amount is constant, it is necessary to configure the nip amount large so that the fixing supply heat amount supplied to the
10 定着ローラ(定着部材)
12 加圧ローラ(加圧部材)
13 主発熱部材
14 補助発熱部材
20 第1温度検出手段
21 第2温度検出手段
22 AC電源(主電源)
24 主加熱装置
26 補助電源
28 電圧センサ(電圧検出手段)
30 補助加熱装置
32 ニップ幅可変手段
34 ニップ幅可変モータ
45 転写材
47 トナー像
202 定着装置
L ニップ幅
N 定着ニップ
Tt 所定定着温度
10 Fixing roller (fixing member)
12 Pressure roller (pressure member)
13
24
30
Claims (10)
電源投入後、前記定着部材の温度が所定定着温度に上昇した場合に、即時に定着動作を開始し、
はじめ、主発熱部材とともに補助発熱部材で前記定着部材を加熱してから、
次に、前記定着部材に対する前記加圧部材の加圧力を増大してなる、
ことを特徴とする、画像形成装置の定着制御方法。 A pressure member is pressed against the fixing member to form a fixing nip. The fixing member is passed through the fixing nip through the transfer material and the fixing member is attached to the side where the unfixed toner is not attached. In a fixing control method of an image forming apparatus that fixes a non-fixed toner on a transfer material by contacting a pressure member and applying heat and pressure,
After the power is turned on, when the temperature of the fixing member rises to a predetermined fixing temperature, the fixing operation is started immediately,
First, after heating the fixing member with the auxiliary heating member together with the main heating member,
Next, the pressing force of the pressure member against the fixing member is increased.
A fixing control method for an image forming apparatus.
電源投入後、前記定着部材の温度が所定定着温度に上昇してから、しばらく経過して定着動作を開始し、
はじめ、前記定着部材に対する前記加圧部材の加圧力を増大してから、
次に、主発熱部材とともに補助発熱部材で前記定着部材を加熱してなる、
ことを特徴とする、画像形成装置の定着制御方法。 A pressure member is pressed against the fixing member to form a fixing nip. The fixing member is passed through the fixing nip through the transfer material and the fixing member is attached to the side where the unfixed toner is not attached. In a fixing control method of an image forming apparatus that fixes a non-fixed toner on a transfer material by contacting a pressure member and applying heat and pressure,
After the power is turned on, the fixing member starts a fixing operation after a while after the temperature of the fixing member rises to a predetermined fixing temperature.
First, after increasing the pressing force of the pressure member to the fixing member,
Next, the fixing member is heated with an auxiliary heating member together with the main heating member.
A fixing control method for an image forming apparatus.
前記定着部材と前記加圧部材の各々の温度を検知し、
電源投入後、前記定着部材の温度が所定定着温度に上昇した場合に、その定着部材と前記加圧部材の温度差が一定以上であるとき、はじめ主発熱部材とともに補助発熱部材で前記定着部材を加熱してから、次にその定着部材に対する前記加圧部材の加圧力を増大する一方、逆に前記温度差が一定未満であるとき、はじめ前記定着部材に対する前記加圧部材の加圧力を増大してから、次に前記主発熱部材とともに前記補助発熱部材で前記定着部材を加熱してなる、
ことを特徴とする、画像形成装置の定着制御方法。 A pressure member is pressed against the fixing member to form a fixing nip. The fixing member is passed through the fixing nip through the transfer material and the fixing member is attached to the side where the unfixed toner is not attached. In a fixing control method of an image forming apparatus that fixes a non-fixed toner on a transfer material by contacting a pressure member and applying heat and pressure,
Detecting the temperature of each of the fixing member and the pressure member;
After the power is turned on, when the temperature of the fixing member rises to a predetermined fixing temperature, when the temperature difference between the fixing member and the pressure member is equal to or greater than a certain level, the fixing member is first moved by the auxiliary heating member together with the main heating member. After heating, the pressurizing force of the pressure member against the fixing member is then increased. Conversely, when the temperature difference is less than a certain value, the pressurizing force of the pressurizing member against the fixing member is increased first. Then, the fixing member is heated by the auxiliary heating member together with the main heating member.
A fixing control method for an image forming apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006349227A JP2008158398A (en) | 2006-12-26 | 2006-12-26 | Fixing control method and image forming apparatus |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8918041B2 (en) | 2011-05-09 | 2014-12-23 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing device including a belt holder configured to maintain a shape of a fixing belt and image forming apparatus incorporating same |
-
2006
- 2006-12-26 JP JP2006349227A patent/JP2008158398A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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